JP3300732B2 - 回転子の溝加工装置及び方法 - Google Patents

回転子の溝加工装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車輌用交流発電機等
の回転子の界磁コアの外周に設けられる渦電流損失低減
のための溝加工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１６は従来の車輌用交流発電機を示す
断面図、図１７は図１６の回転子を示す側面断面図、図
１８は同じく回転子を示す側面外形図である。図におい
て、１は充電発電機の回転軸、２はこの回転軸１に固着
された一対の界磁コア２ａ,２ｂからなる回転子であ
り、図１７に示すように外周部に開口した環状の凹部２
ｃと、円周状に互いに異極を構成するごとく配設された
爪形磁極部２ｄを有する。３は上記環状の凹部２ｃに装
着された界磁コイル、４は上記界磁コア２ｂ側面の回転
軸１上に設けられた給電用のスリップリングである。ま
た、２１は発電機のリヤブラケットであり、外気の吸気
孔２１ａ及び排気孔２１ｂが設けられている。２２はレ
クチファイヤ、２３はレギュレータ２３ａを有するブラ
シホルダ、２４ａ,ｂは界磁コア２ａ,ｂの側面に取り付
けられた遠心ファン、２６は回転子２の外周部に配置さ
れた固定子であり、コア２６ａとコイル２６ｂからなっ
ている。２７は発電機のフロントブラケットで、２７ａ
は外気の吸気孔、２７ｂは排気孔である。２８ａ,ｂは
回転軸１を支承する軸受である。
【０００３】次に、上記発電機の動作について説明す
る。回転子２は固定子２６の円周面上を空隙を介して回
転し、回転子２の発生する起磁力と空隙部の磁束変化に
より固定子２６のコイル２６ａに電気が発生するもので
ある。この時、回転子の界磁コアの爪形磁極部２ｄの表
面（固定子２６との対向面）に渦電流が発生するが、こ
の渦電流による損失を低減する目的で、図１８に示すよ
うに、爪形磁極部２ｄの外周表面に溝２ｅを加工するこ
とが行なわれている。
【０００４】次に、従来の渦電流損失低減用の溝加工方
法について説明する。図１９において、回転軸押え５
ａ,ｂにより回転軸１の両端を支持し、界磁コアの爪形
磁極部２ｄの外周表面を溝転造用のローラ形状の転造ダ
イス６で押し付けて溝２ｅを形成する。この時、回転軸
１を中心にして転造ダイス６の１８０度反対方向に外周
フラットな面を有するローラ状のダイス７を配置し、転
造ダイス６の押し付け力を受圧して界磁コア２ａ,ｂを
保持している。
【０００５】また、切削加工により溝を加工する場合を
図２０に示す。図において、１１は溝切りバイトであ
り、回転子２を回転させながら溝切りバイト１１を界磁
コア２ａ,ｂの爪形磁極部２ｄ外周面に当てて軸方向に
送ることにより、溝２ｅの加工を行なっていた。即ち、
当該加工溝は螺旋形状となり、回転子２を１周させる毎
に界磁コアの爪形磁極部２ｄに１本の溝が入っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転子の溝加工
は以上のようであり、図１９に示した転造方法では押え
ダイス７のフラットな面により界磁コア２ａ,ｂに加わ
る転造ダイス６の押圧力を支持していたので、加工され
た溝２ｅの形状が潰れて溝深さが浅くなる等して、本来
溝付き回転子の持つ渦電流損失低減効果が減少する問題
点があった。更に、図２１に示すように転造ダイス６を
界磁コア２ａ,ｂの爪形磁極部２ｄに押し付けると、爪
形磁極部２ｄは片持ち梁となるから、爪形磁極部２ｄの
先端部が図示Ｍ方向に大きく撓む。よって爪形磁極部２
ｄの根元は所定の深さの溝２ｅが加工されるが、爪形磁
極部２ｄの先端部に加わる力は少なくなり溝２ｅの深さ
も浅くなり、回転子の渦電流損失低減の効果が少なくな
る問題があった。
【０００７】また、図２０に示す切削加工方法では、１
本の溝切りバイト１１で多数の溝２ｅを切削することと
なり、加工時間が長くなるとともに、溝切りバイト１１
の寿命が短くなるので溝切りバイト１１の取替え回数が
増える問題があった。
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、回転子の外周面に正確な溝を
形成するとともに、爪形磁極部の根元から先端まで均一
な深さの溝を作成することにより、渦電流損失低減効果
の減少を防ぐことを目的とする。また、切削加工では加
工時間の短縮を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の回転子の溝加
工装置の発明は、回転子を回転軸両端で支持する押え
と、回転子の界磁コア外周に溝を加工する転造ダイス
と、回転子に対して上記転造ダイスの反対側に配置され
た押えダイスを備え、上記押えダイスは上記転造ダイス
により作成された回転子の溝と合致するような溝付き形
状を有するものである。
【００１０】請求項２の発明は、回転軸に固着される一
対の界磁コアを備え、その外周に互いに異極を構成する
ごとく配設された爪形磁極部を有する回転子の溝加工装
置であって、回転子を回転軸両端で支持する押えと、回
転子の溝を加工する転造ダイスと、上記転造ダイスの反
対側に配置され上記転造ダイスにより作成された回転子
の溝と合致するような溝付き形状を有する押えダイス
と、爪形磁極部を内側から保持する爪先保持具を備えた
ものである。
【００１１】請求項３の回転子の溝加工方法の発明は、
転造ダイス及びこの転造ダイスの溝と合致するような溝
付き形状を有する押えダイスを回転子に対して互いに反
対側になるように設置し、上記転造ダイスにより回転子
の界磁コア外周に溝を加工する。
【００１２】請求項４の発明は、回転子の界磁コア外周
に溝を転造加工後、界磁コアの外周表面を切削するもの
である。
【００１３】請求項５の発明は、回転子の界磁コア外周
に溝を転造加工後、界磁コアの外周表面をローラで圧造
加工するものである。
【００１４】請求項６の発明は、複数の刃を有する切削
工具により回転子の界磁コアの外周表面に溝を加工する
ものである。
【００１５】請求項７の発明は、上記切削工具として複
数の刃がそれぞれ取替え可能な構成のもの、例えばスロ
ーアウェイチップ及びスペーサを備えた溝入れ用板バイ
ト、又はメタルソーの間にスペーサを挿入した組刃カッ
ター等を使用する。
【００１６】
【作用】請求項１及び３の発明によれば、回転子の外周
への溝の転造加工の際に、回転子を受ける押えダイスの
外周面を回転子の加工溝形状に合致するような溝形状と
しているので、回転子の加工溝を潰すことがなくなり、
本来の渦電流損失低減効果が得られる。
【００１７】請求項２の発明によれば、溝を転造加工す
る際に、界磁コアの爪形磁極部を内側から保持できるの
で、爪先が撓むことなく加工でき、爪形磁極部表面の根
元から爪先まで均一な溝形状を製作できる。
【００１８】請求項４の発明によれば、転造加工によっ
て変形した回転子の外周形状を切削加工することによ
り、正確で均一な外周形状及び外周径が達成できるの
で、設計的に高精度なものを製作可能となる。
【００１９】請求項５の発明によれば、転造加工によっ
て変形した回転子の外周表面を圧造ローラで圧造加工す
ることで、外周表面に盛り上がっていた肉を溝の側面へ
押しやることができ、溝の分だけ減っていた回転子外周
表面積をいくらかカバーでき出力減も最小限に抑えられ
る。
【００２０】請求項６の発明によれば、複数の刃を有す
る切削工具で溝を切削加工するので、溝の加工時間が短
くなる。また、工具の寿命も延びるので工具交換の回数
が減り、加工時間が短くなる。
【００２１】請求項７の発明によれば、複数の刃のそれ
ぞれを交換することができ、刃の節約が図れる。
【００２２】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は実施例１に係る回転子の溝の転造加工装置
及び方法を示すもので、図において、７０は転造ダイス
６の押圧力を受けるための押えダイスであり、図２の要
部拡大図に示すように、転造により作成された界磁コア
の溝２ｅに合致するような溝付き形状７０ａを備えてい
る。また、上記押えダイス７０は転造ダイス６と同じ材
料、例えば冷間金型用鋼材が使用される。なお、その他
の構成は従来装置と同様であるので説明を省略する。
【００２３】このように構成された回転子の溝加工にお
いては、押えダイス７０も転造された溝２ｅに合致する
溝付き形状７０ａを有するため、界磁コアの爪形磁極部
２ｄ表面の溝２ｅを潰すことがなくなる。
【００２４】実施例２．図３(ａ)(ｂ)は実施例２に係る
回転子の溝の転造加工装置の平面図及びＰ視概略図を示
す。実施例１では転造ダイス６、押えダイス７０をそれ
ぞれローラ形状としたが、本実施例に示すように共にラ
ック形状をした転造ダイス６１、押えダイス７１を使用
しても良い。
【００２５】実施例３．本実施例では、上記実施例１，
２により界磁コアの爪形磁極部２ｄ表面に溝２ｅを転造
加工した後、図４に示すように当該転造加工により盛り
上がった界磁コア爪形磁極部２ｄの外周表面上の肉２ｆ
を切削工具９により切削加工する。これにより、変形し
た界磁コア２の外周表面形状を均一にすることができ、
転造ダイス６，６１を押し付ける力で爪先が歪むことに
より不均一になった外周径も整えることができる。
【００２６】実施例４．上記実施例３では転造加工によ
り盛り上がった界磁コア２ａ,ｂの外周表面上の肉２ｆ
を切削加工することにしたが、図５に示すように溝２ｅ
のできた界磁コア２ａ,ｂ外周表面上にフラットな表面
を有する圧造ローラ１０を押し当てて（図５(ａ)）圧造
する。これにより、界磁コア２ａ,ｂの外周表面上にあ
った肉２ｆを溝２ｅの側面２ｇへ押しやることができる
（図５(ｂ)）。その結果、溝２ｅの幅分減少していた界
磁コア２ａ,ｂの外周表面積２ｈを幾分か取戻すことが
できる（図５(ｃ)）。
【００２７】実施例５．上記実施例４において、圧造ロ
ーラ１０の外周表面をフラットであるとしたが、図６
(ａ)〜(ｃ)に示すように盛り上がった肉部２ｆを左右に
押しやる凸部１１ａを有するローラ１１にて成形した
後、実施例４に示したフラットな圧造ローラ１０により
成形しても良い。本実施例によれば界磁コア２ａ,ｂ外
周表面上の肉２ｆを的確に溝２ｅの側面２ｇに押しやる
ことができる。
【００２８】実施例６．図７は実施例６に係る回転子の
溝加工装置を示す側面図であり、図８は実施例６の要部
拡大側面図である。図において、１〜６及び７０は図１
と同様である。８ａ,ｂは界磁コア２ａ,ｂの谷部を通っ
て図１２のように爪形磁極部２ｄの内側を保持する爪先
保持具である。このように構成される回転子の溝加工に
おいては、界磁コアの爪形磁極部２ｄの内側を支持して
いるので、転造ダイス６及び押えダイス７０により界磁
コア２ａ,ｂの外周を押え付けても、爪形磁極部２ｄの
爪先が内側へ撓まなくなり、爪形磁極部２ｄ表面の根元
から爪先まで均一な溝形状を作成することができる。
【００２９】実施例７．図９は実施例７に係る回転子の
溝加工装置を示す側面図であり、図１０は実施例７に使
用される切削工具である。図において、１２は切削工
具、例えばネジ切りバイトである。この切削工具１２は
図１０に示すように一度に界磁コアの溝２ｅを数本切れ
るように複数の刃部１２ａを有し、回転子２を回転させ
ながら切削工具１２を軸方向に送る。この場合切削され
た溝２ｅは螺旋形状となる。切削方法としては、図１１
に示すように切削工具１２の全ての刃部１２ａが毎回新
しい溝２ｅを削って行く方法がある。例えば図１１にお
いて、切削工具１２にＮ本の刃が相互に距離ｍをもって
設けられている場合、切削工具１２を回転子の１回転当
りＮ×ｍの距離だけ軸方向に送れば、回転子２を１周さ
せる毎に１ピッチｍの溝２ｅが一度にＮ本分作成でき
る。また、図１２に示すように、切削工具１２の刃部１
２ａが切削済の古い溝にラップするように切削制御して
も良い。本実施例では、従来のように１本ずつ溝２ｅを
削るのに比べ、加工時間が短縮でき、切削工具１２の寿
命が延びるので取替え回数も減る。
【００３０】実施例８．実施例７では切削工具１２とし
てネジ切りバイトを使用したが、図１３に示すようにス
ローアウェイチップ１３ａ、スペーサ１３ｂを備えた溝
入れ用板バイト１３を使用しても良い。この場合、一本
のスローアウェイチップ１３ａに欠陥が生じた場合、そ
のチップ１３ａのみを交換するだけで良い。
【００３１】実施例９．実施例７，８では切削工具とし
てネジ切りバイト，溝入れ用板バイトを使用することと
したが、図１４に示すように、メタルソー１４ａの間に
スペーサ１４ｂを挿入して適当なピッチの組刃カッター
１４を構成し、図１５に示すようにワークである回転子
２及び組刃カッター１４を回転させることで、回転子外
周をコンタリング加工しても良い。
【００３２】
【発明の効果】請求項１及び３の発明によれば、回転子
の外周への溝の転造加工の際に、回転子を受ける押えダ
イスの外周面を回転子の加工溝形状に合致するような溝
形状としているので、回転子の加工溝を潰すことがなく
なり、本来の渦電流損失低減効果が得られる。
【００３３】請求項２の発明によれば、溝を転造加工す
る際に、界磁コアの爪形磁極部を内側から保持できるの
で、爪先が撓むことなく加工でき、爪形磁極部表面の根
元から爪先まで均一な溝形状を製作できる。
【００３４】請求項４の発明によれば、転造加工によっ
て変形した回転子の外周形状を切削加工することによ
り、正確で均一な外周形状及び外周径が達成でき、設計
的に高精度なものを製作可能となる。
【００３５】請求項５の発明によれば、転造加工によっ
て変形した回転子の外周表面を圧造ローラで圧造加工す
ることで、外周表面に盛り上がっていた肉を溝の側面へ
押しやることができ、溝の分だけ減っていた回転子外周
表面積をいくらかカバーでき出力減も最小限に抑えられ
る。
【００３６】請求項６の発明によれば、複数の刃を有す
る切削工具で溝を切削加工するので、溝の加工時間が短
くなる。また、工具の寿命も延びるので工具交換の回数
が減り、加工時間が短くなる。
【００３７】請求項７の発明によれば、複数の刃のそれ
ぞれを交換することができ、刃の節約が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１に係る回転子の溝加工を
示す側面外形図である。
【図２】 実施例１の溝加工の要部拡大図である。
【図３】 実施例２の回転子の溝加工を示す平面図及び
Ｐ視概略図である。
【図４】 実施例３の回転子の溝加工を示す要部拡大図
である。
【図５】 実施例４の回転子の溝加工を示す要部拡大図
である。
【図６】 実施例５の回転子の溝加工を示す要部拡大図
である。
【図７】 実施例６の回転子の溝加工を示す側面外形図
である。
【図８】 実施例６の回転子の溝加工を示す要部拡大図
である。
【図９】 実施例７の回転子の溝加工を示す側面外形図
である。
【図１０】 実施例７に使用される切削工具を示す図で
ある。
【図１１】 実施例７の切削方法の一例を説明するため
の図である。
【図１２】 実施例７の切削方法を他例を説明するため
の図である。
【図１３】 実施例８に使用される切削工具を示す図で
ある。
【図１４】 実施例９に使用される切削工具を示す図で
ある。
【図１５】 実施例９の切削方法を示す外形側面図であ
る。
【図１６】 従来の車輌用交流発電機を示す断面図であ
る。
【図１７】 図１６の回転子を示す側面断面図である。
【図１８】 図１６の回転子を示す側面外形図である。
【図１９】 従来の回転子の転造による溝加工を示す側
面外形図である。
【図２０】 従来の回転子の切削により溝加工を示す側
面外形図である。
【図２１】 従来の回転子の溝加工を示す要部拡大図で
ある。
【符号の説明】
１ 回転軸、２ 回転子、２ａ,ｂ 界磁コア、２ｄ
爪形磁極部、２ｅ 溝、２ｆ 肉、３ 界磁コイル、４
スリップリング、５ａ,ｂ 回転軸押え、６,６１ 転
造ダイス、７０,７１ 押えダイス、７０ａ 溝付き形
状、８ａ,ｂ爪先保持具、９ 切削工具、１０ 圧造ロ
ーラ、１１ ローラ、１２ 切削工具、１３ 溝入れ用
板バイト、１４ 組刃カッター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 15/02 H02K 19/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転子を回転軸両端で支持する押えと、
    回転子の界磁コア外周に溝を加工する転造ダイスと、回
    転子に対して上記転造ダイスの反対側に配置された押え
    ダイスを備え、上記押えダイスは上記転造ダイスにより
    作成された回転子の溝と合致するような溝付き形状を有
    することを特徴とする回転子の溝加工装置。
  2. 【請求項２】 回転軸に固着される一対の界磁コアを備
    え、その外周に互いに異極を構成するごとく配設された
    爪形磁極部を有する回転子の溝加工装置であって、回転
    子を回転軸両端で支持する押えと、回転子の溝を加工す
    る転造ダイスと、上記転造ダイスの反対側に配置され上
    記転造ダイスにより作成された回転子の溝と合致するよ
    うな溝付き形状を有する押えダイスと、上記爪形磁極部
    を内側から保持する爪先保持具を備えたことを特徴とす
    る回転子の溝加工装置。
  3. 【請求項３】 転造ダイス及びこの転造ダイスの溝と合
    致するような溝付き形状を有する押えダイスを回転子に
    対して互いに反対側になるように設置し、上記転造ダイ
    スにより回転子の界磁コア外周に溝を加工することを特
    徴とする回転子の溝加工方法。
  4. 【請求項４】 請求項３により回転子の界磁コア外周に
    溝を転造加工後、界磁コアの外周表面を切削することを
    特徴とする回転子の溝加工方法。
  5. 【請求項５】 請求項３により回転子の界磁コア外周に
    溝を転造加工後、界磁コアの外周表面をローラで圧造加
    工することを特徴とする回転子の製造方法。
  6. 【請求項６】 複数の刃を有する切削工具により回転子
    の界磁コアの外周表面に溝を加工することを特徴とする
    回転子の溝加工方法。
  7. 【請求項７】 上記切削工具は複数の刃がそれぞれ取替
    え可能な構成になっていることを特徴とする請求項６記
    載の回転子の溝加工方法。
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